TRIZ创新方法理论和应用

1. 3 TRIZ理论核心思想
现代TRIZ理论的核心思想主要体现在三个方面：
1、无论是一个简 单产品还是复杂 的技术系统，其 核心技术的发展 都是遵循着客观 的规律发展演变 的，即具有客观 的进化规律和模 式
2、各种技术难题 、冲突和矛盾的 不断解决是推动 这种进化过程的 动力
3、技术系统发展 的理想状态是用 尽量少的资源实 现尽量多的功能
（3）使用TRIZ解决问题的基本思路 建议首先使用物质-场模型和76个标准解解决，是一种标准 化、模式化的方法 使用技术矛盾和物理矛盾解决问题时，TRIZ提供的思考方 向比较多，注意不能随意舍弃任何一个原理 尽量将技术矛盾转化为物理矛盾并激化物理矛盾，往往有助 于问题的解决 非标准问题使用ARIZ解决
按照年份、发明级别和数量可以绘制其“S-曲线”，对于产品研发 和技术预测具有重要意义
人们所面临的95%的问题，都可以利用已有的某学科内的知识体 系来解决
当遇到技术难题时，不仅要在本专业内寻找答案，也应当向专业 外扩展
TRIZ导入韩国的成功实例
韩国受益于与苏联的地缘关系，很早就接触到TRIZ。 于1998年引进了TRIZ，早期并不成功。直到2003年第二
子系统不均衡进化法则
技术系统由多个实现各自不同功能的子系统组成，各 个子系统是不同步不均衡进化的； 任何技术系统中的每一个子系统都是沿着各自的S曲线 进化的； 不同的子系统在不同的时间点到达自己的极限，这将 导致子系统间矛盾的出现，解决矛盾将使整个系统得到 突破性的进化。
案例：飞机进化
向微观级进化法则
1. 2 TRIZ理论体系
（3）技术系统进化法则（经典TRIZ）
（1）完备性法则 （2）能量传递法则 （3）协调性进化法则 （4）提高理想度法则 （5）动态性进化法则 （6）子系统不均衡进化法则 （7）向微观系统进化法则 （8）向超系统进化法则
S曲线
当一个技术系统的进化完成4个阶段后，会出现一个新 的技术系统来替代它，如此不断替代。
成熟期 衰退期 成长期 婴儿期
性能参数
成长期 成熟期 婴儿期
衰退期
专利数量
发明级别
利润
通过性能 参数随时 间变化的 规律，可 以准确地 予测产品 和技术所 处的生命 周期阶段。
时间
S-曲线对应的专利数量、发明级别和利润曲线
完备性法则
一个完整的技术系统必须包含四个部分： 动力装置，传输装置，执行装置，控制装置
<1
最新产生的知识 10000-100000
1. 4 TRIZ理论中发明的五个等级
（2）划分发明级别的意义 发明级别越高，完成该发明所需的知识和资源就越多 随着社会的发展、人类的进步、科技水平的提高，已有发明的级
别也会随着时间的变化不断降低 对于某种核心技术，按照一定的方法论对该核心技术的所有专利
TRIZ=方法学+知识库
日本学者中川彻
TRIZ包含以下三个方面： 1、 方法学(A)：对于技术的新认识 2、方法学(B)：关于解决问题的思 维方式 3、知识库：实施方法学(A)的案例 (知识)集合。
TRIZ理论通俗解释
在已有的、或者变换过的资源的基础上，采用类似的 法则，排除影响达到理想结果的矛盾——产生了新的发 明。
1. 4 TRIZ理论中发明的五个等级
（1）发明级别的划分 依据发明专利对科学的贡献程度、技术的应用范围及为社会带来的 经济效益等把发明专利划分为五级：
最小发明问题：在本领域内正常的设计 小型发明问题：解决一个技术问题时，对现有系统某一个组件进行 改进
中型发明问题：对系统的若干个组件进行改进
大型发明问题：采用全新的原理完成对现有系统基本功能的创新 重大发明问题：用最新的科学原理，导致一种全新系统的发明、发 现
1. 4 TRIZ理论中发明的五个等级
发明的级别 一 二 三 四 五
创新的程度 明确的结果
占人类发明总数 的比例（%）
知识来源
32
个人的知识
参考解的数量 1-10
局部的改进
45
行业内的知识 10-100
根本的改进
18
跨行业的知识 100-1000
全新的概念
4
跨学科的知识 1000-10000
重大的发现
������ 技术系统沿着减小其元件 尺寸的方向进化 ������ 实例：计算机
向微观级进化法则
案例：
录音机→随身听→便携CD机→ mp3 →耳环播放 机
实例：电子元件的进化
实例：
电路
电子管-晶体管-集成 超迷你USB数码相机
向超系统进化法则
技术系统的进化是沿着从单系统—双系统—多系 统的方向发展 技术系统进化到极限时，实现某项功能的子系统会 从系统中剥离，转移至超系统，作为超系统的一部分 在该子系统的功能得到增强改进的同时，也简化了原 有的技术系统
求解数学模型
实际问题
实际问题解答
1. 2 TRIZ理论体系
（2）TRIZ解决问题工具体系
1. 2 TRIZ理论体系
（2）TRIZ解决问题工具体系
TRIZ 问题模型
TRIZ工具
转化
待解决的问题
试错
TRIZ 创新模式
应用
最终解决方案
1. 2 TRIZ理论体系
（2）TRIZ解决问题工具体系
1. 2 TRIZ理论体系
次的引进，三星利用TRIZ，节约成本达15亿美元，并运 用TRIZ成功申请了52项专利。 这才引起世界高度的兴趣 与关注。 在韩国一些大公司大力支持下，TRIZ的应用得以蓬勃发 展；例如三星公司成立三星先进技术研究院。 2007年三星公司平均每月有60个美国专利授权，排名世 界第二。 一个在1997年亚洲金融危机濒临倒闭韩国企业，但是到 了2006年三星的市值却超过1千亿。三星的总裁李正龙在 2005年第一次向世界宣布：「是什么救活三星？用的就 是“萃智TRIZ”！」。
提高理想度法则—简化组件
简化低价值组件的路线������
完整的系统
去掉部分组件
部分简化的系统
实例：汽车仪表盘
完全简化的系统
离散安置
仪表组合
图线显示
挡风玻璃显示
动态性进化法则
技术系统的进化应该沿着结构柔性、可移动性、可 控性增加的方向发展，以适应环境状况或执行方式 的变化 ������ 1）柔性进化 ������ 2）可移动性进化 ������ 3）可控性进化
TRIZ创新方法理论及应用
主要内容
第1章 TRIZ理论简介 第2章TRIZ主要内容 第3章TRIZ案例分析
第1章 TRIZ理论简介
1. 1 TRIZ基本概念 1. 2 TRIZ理论体系 1. 3 TRIZ理论核心思想 1. 4 TRIZ理论中发明的五个等级
1. 1 TRIZ基本概念
TRIZ是工程技术人员的“孙子兵法”
完备性进化实例
例：锄头 ������ 锄头 犁 拖拉机
例：长矛 ������ 长矛 弓箭 弩 枪
能量传递法则
技术系统实现功能的必要条件：能量必 须能够从能量源流向技术系统的所有元件； 技术系统的进化应该沿着使能量流动路 径缩短的方向发展，以减少能量损失； 如果某个元件接收不到能量，就不能发 挥作用，这会影响到技术系统的整体功能 ������ 实例：多米诺骨牌
2000
TRIZ发展历程
2003矛 盾矩阵
1. 2 TRIZ理论体系
辩证法＋系统论＋认识论 技术系统进化法则
技术系统/技术过程 矛盾 资源 理想化
哲学 理论基础 基本概念
系 统
科
学
功能分析 物场模型 矛盾分析 资源分析 创新 源自文库维
技术矛盾 物理矛盾 发明问题 科学原理 培养
创新原理 分离原理 标准解法 知识库
协调性法则
技术系统的进化，沿着整个系统的各个子系统互相更协 调，与超系统更协调的方向发展 实例：
积木玩具 风景区的建筑
协调性法则的进化路线 ������ 1）形状协调 ������ 2）频率协调 ������ 3）材料协调
形状协调
形状协调 各子系统之间，以及子系统与超系统的形状要相互协调
实例
8 运用 解决方案
获取资源的最大化应用
7 分析解决物 求得最终理想解 理矛盾的方法
6 转换或 替代问题
重新选择并定义另一对 技术矛盾
1. 2 TRIZ理论体系
（1）实际问题解决思路
例：鸡兔同笼问题。 一个笼子里有若干只兔和鸡，数头为54，数脚为152，请问 有多少只兔？多少只鸡？
数学模型 二元一次方程
1. 2 TRIZ理论体系
（1）最终理想解（IFR）
1. 2 TRIZ理论体系
（2）技术系统
技术系统：由相互联系的元件与运作所组成的、以实现某种功能或 职能的事物的集合。 子系统：更细化的、可以实现各种基本功能的组成部分，称为技术 系统的子系统。 超系统：把技术系统之外的系统或系统的组成部分，往往是指技术 系统所隶属的外部环境。
TRIZ应用于各种领域的成功范例鲜少公开。即使是公开 的案例也仍蒙上一层神秘的面纱，因为涉及到各公司产品 与制程的创新发明，所以并未能展示该公司的技术本质。
第2章 TRIZ主要内容
2. 1 TRIZ创新思维方法 2. 2 40个发明原理 2. 3 物理矛盾和四大分离原理 2. 4 物-场模型分析
思考？
3000年 羽 毛 笔
自
来 水
50年
笔
圆 珠 25年 笔
毛 细 管 笔
TRIZ的含义及来源
在Altshuller的带领下，动用前苏联的1500多名专家，经过50多年对250万
的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳、提炼和重组,建立起一整套体系化 的、实用的解决发明问题的理论方法体系——TRIZ（解决发明问题理论）
1959 正式提出
ARIZ
1969 提出
专利评价体系
1979 4个分离原理
1977 物-场分析 效应知识库
1956 首次发表文章 “发明创造心理学” 和技术进化理论
1971 经典矛盾矩阵
1993 TRIZ传到美国 并走向世界
解决发明问题
TRIZ软件(CAI)
1940
1950
1960
1970
1980
1990
1. 2 TRIZ理论体系
（4）ARIZ
把状态模糊问题准确 描述为单一问题
1 分析问题
创建空间、时间、物 质和场等有效资源清 单
确定最终理想解方向 及其阻碍的物理矛盾
2 分析 问题模型
3 陈述IFR 和物理矛盾
4 运用 物-场资源
5 运用 效应知识库
9 分析解决 问题的过程
借以透彻分析增长创新 潜能
TRIZ引领各个领域成功创新
应用TRIZ的效益可以缩短创新的过程，对产品制造过 程能有所改善，可在最短时间产生更多产品构思和问题解 决方案、可以创造技术先进、引领市场的新产品。
目前TRIZ应用领域也从传统制造业、电子半导体产业、 航天、化工、建筑、医药、生物科技等领域，延伸至商业、 管理等非科技领域；TRIZ也开始被应用在其他项目，如音 乐、艺术与雕塑、漫画卡通、诗歌等人文领域上。
发明专利库
20万→250万
TRIZ工具
•39×39矛盾矩阵
4万→50万
•40个创新原理 •发明等级及其特征
•技术系统进化法则
•资源和理想解
迄今为止，TRIZ已分 有代表性的 析了15,000,000专利 实用专利 20%
TRIZ的发展历程
1961 首次出版书籍 《如何学会发明》
1980 第一个TRIZ 软件问世
如何用4根火柴组成一个“田”字？ 如何一笔画出一个圆，圆心
思维定势
为了有效地利用TRIZ的法则、规则和理论方法，需要进行 思维的创新，但思维定势会妨碍完成创新思维活动。 常见的思维定势有三种：
术语的定势 形象的定势 专业知识的定势
2. 1 TRIZ创新思维方法
（1）九屏幕法
九屏幕法是一种考虑问题的方法，是指在分析和解决问题 的时候，不仅要考虑当前系统，还要考虑其超系统和子系统； 不仅要考虑当前系统的过去和将来，还要考虑超系统的过去和 将来。
频率协调
频率协调进化路线①——单个物体
连续运动
脉冲
周期性作用
增加频率
共振
材料协调
材料协调进化路线
相同材料
相似材料 惰性材料 可变特性的材料
实例：人工心脏
相反特性的材料
捐赠心脏
克隆心脏
人工心脏
提高理想度法则
（Σ有用功能）
理想度 = （Σ成本+Σ有害功能）
发明与创新就是为了创造高度理想化系统获得最终 理想结果（ Ideal Final Results IFR） IFR ：系统只具有有用功能，而无成本或有害功能
思 维 问题分析与 科 求解
学
发明问题解决算法（ARIZ） 专利分析 自然科学
解题流程 理论来源
1. 2 TRIZ理论体系
TRIZ理论体系及创新方法简化模型可用： 一种思想——最终理想解 一组法则——技术系统进化法则 四个工具——
技术冲突与发明原理 物理冲突与分离方法 物场分析与标准解 How to模型与知识库 一种算法——发明问题解决理论（ARIZ）